빅리틀 코어는 2011년 10월 ARM 홀딩스를 통해 전력 소모 개선 솔루션으로 선보였고, 이후 모바일 프로세서에서는 사실상 표준으로 자리잡았다. 그렇다면 x86 프로세서는 어떨까? 인텔은 2020년 발표한 레이크필드에 빅리틀과 비슷한 콘셉트인 인텔 하이브리드 테크놀로지를 도입했다. 레이크필드는 1개의 고성능 써니코브 코어와 4개의 고효율 트레몬트 아톰 코어로 구성됐다. 다만 해당 프로세서는 체감 성능이 높다고 말하기는 어려웠다.

그리고 2022년 12세대 인텔 코어 프로세서인 엘더레이크가 출시됐다. 엘더레이크는 하이브리드 구조가 특징이다. 고성능은 P코어, 고효율은 E코어를 사용한다. 즉 고성능과 고효율의 두 가지 토끼를 잡겠다는 의도다. 그렇다면 해당 프로세서는 개발자 입장에서는 어떨까?

P코어와 E코어 중 선택해야 한다

개발자 입장에서는 작업하려 하는 일이 P코어, E코어 중 어떤 코어에 적합한지에 대한 정보가 있어야 한다.

인텔 12세대 코어 프로세서용 게임 개발 가이드를 살펴보자. 해당 가이드에서는 CPUID는 실행되는 코어(P코어, E코어)에 따라 다른 값을 반환한다고 적혀져 있다. 이에 따라 2개의 새로운 플래그가 정의되어 있다. 하이브리드 플래그, 코어 타입 플래그다. 해당 플래그를 사용해 CPUID를 호출하고 리턴값으로 코어 유형을 판단하게 된다.

여기서 코어 타입을 사용하면 논리 프로세서가 E코어인지 P코어인지 판단할 수 있다. 그러나 코어 타입 플래그의 반환값은 실제 코어인지 SMT 코어(하이퍼스레딩 코어)인지 구분하지 않는다. 둘 다 인텔 코어 40H로 표시된다. 이를 구분하기 위해서는 GetLogicalProcessorInformation 함수 등을 사용해야 할 수 있다.

또한, 응용프로그램 호환성 모드에서 프로그램을 실행할 때는 어떻게 될까? 해당 응용 프로그램은 CPUID가 고유 호출을 가로채지 않아 올바른 CPUID 값으로 리턴되는지 확인할 수 없다.

주의사항이 많이 생겼다

프로그래밍 관점에서 볼 때 12세대 코어 프로세서는 어떨까? 12세대 코어 프로세서에 내장된 모든 코어는 성능과 효율성만 다를 뿐 기능은 똑같다. 단, 하이브리드 아키텍처용 코드를 작성할 때 주의사항이 있다.

CPUID는 실행되는 코어에 따라 다른 값을 반환한다. 코어가 암호화를 위한 해시를 생성하거나 랜덤 넘버 고유 시드를 생성할 때 변경되지 않는 데이터가 포함된 리프만 사용해야 한다. 즉 데이터가 포함된 채로 프로세서에서 P코어와 E코어를 전환하지 말아야 한다.

이어 운영체제 감지 과정도 필요하다. 윈도우 11에서는 Intel Thread Director를 사용해 OS에서 스레드를 자동으로 예약할 수 있다. 이를 좀 더 효율적으로 사용하기 위해서는 응용 프로그램이 실행 중 윈도우 버전을 감지할 수 있어야 한다. 즉 OS 버전 및 빌드 넘버를 확인하는 과정이 필요하다.

즉 이전 시스템 감지 솔루션과는 좀 많이 변했다. 작업을 수행할 논리 프로세서를 선택하는 건 환경에 따라 달라질 수 있다. 시스템 프로그래머들은 내 프로그램이 어떤 코어에 우선 배치될 지 선택해야 한다. 성능, 효율 중 어떤 것을 우선시할 것인지 선택이 필요하다. 또한, 시스템에 의해 배분될 지 기다려야 할 수 있다.

시기상조였던 건 아닐까

하이브리드 방식의 12세대 코어 프로세서는 성능이 크게 향상됐다. 단, 프로세서는 좋지만 운영체제가 이를 따라오지 못한 것으로 판단된다. 사용자가 시스템에 모두 맡겼을 때 성능이 하락하는 현상이 종종 발견된다.

해당 현상의 해결법은 ‘E코어의 비활성화’로 끝나는 경우가 있다. 예를 들어 렌더링 프로그램의 창을 최소화하면 E코어에만 작업을 할당해 작업 속도가 느려질 수 있다. 이럴 때는 각 프로세스를 의도한 대로 배분해 실행할 수 있게 했다면 더 나았을 것이다. 그런 이유로 오래된 소프트웨어들은 최적화 업데이트가 진행되지 않는다면 사용하기 불편할 수 있다. CPU 선호도를 설정하는 방법도 있긴 한데, 이는 현 시점에서는 사용하기 불편하다.

물론 시간이 흐르면 더 나은 환경을 갖게 될 것이다. 하지만, 현 시점에서 안정성이 필요한 시스템이라면 P코어 위주의 프로세서 또는 라이젠 프로세서를 선택하는 게 더 나을 수 있다.

김희철 기자/poodle@manzlab.com

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